核热火箭草图
内华达州，1967年12月1日：NERVA XE，世界上第一台实验性核热火箭引擎。
核热火箭（核热力火箭，核引擎）是把诸如氢的工作流体在核反应堆中加热，接着从火箭发动机喷管中喷出产生推力的一种火箭发动机。理论上核热火箭的比冲（排气速度）可以轻松超越当前服役的所有化学火箭，如RL-10。由于火箭方程指明了火箭的速度增量与火箭的排气速度成正比[1]，故在火箭中使用核热火箭可以在同样推进剂质量下将载荷质量极大地提高。
美国和苏联都曾测试过核热火箭，并探讨过核热火箭的多种用途，包括在载人航天中的用途。
工作原理[编辑]
大多数核热火箭通过将核反应堆产生的热量传递给工质，并将高温工质中的分子动能通过拉瓦尔喷管转换为工质的定向动能排出火箭喷口[2]。所以，反应堆能加热工质所达到的最高温度直接决定核热火箭的喷气速度（换算为比冲）和推力。
由于现有材料的限制，故不同的核反应堆结构和类型能够容忍不同的堆芯温度而直接影响核热火箭的比冲。
不同类型的核热火箭使用不同种类的核反应堆加热推进剂。核热火箭是一种火箭，所以它的比冲与堆芯温度正相关且与推进剂的分子质量负相关。在给定同样推进剂的情况下，反应堆堆芯温度越高，它的比冲越高。
固态核心
一个固态核心的核热火箭使用固态的核燃料进行裂变反应以加热推进剂。这是世界上唯一一类进行过试车的核热火箭：RD-0410和NERVA项目中开发的核热火箭都属于这个类型。如果使用液氢作为推进剂则可以达到这一类核热火箭的最高比冲，在1000秒左右[3]。这种类型的核热火箭的主要限制在于其中核反应堆组件的强度和耐热能力。
外部链接[编辑]
- ^ Циолковский, Константин Эдуардович. tsiolkov-issledovan-1914.pdf (pdf). 1914 [2020-11-25] （俄语）.
- ^ 解家春; 霍红磊; 苏著亭; 赵泽昊. 核热推进技术发展综述. 深空探测学报. 2017-10-01, 4 (2017) [2023-07-17]. doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2017.05.003.
- ^ 苏, 著亭; 杨, 继材; 柯, 国土. 空间核动力. 上海交通大学. 2016: 11–58.
